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ディープラーニングを用いた組合せ最適化問題の新たな評価値の提案

研究課題

研究課題/領域番号 18K11484
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分61040:ソフトコンピューティング関連
研究機関関西大学

研究代表者

榎原 博之  関西大学, システム理工学部, 教授 (50194014)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード深層学習 / 強化学習 / 機械学習 / 組合せ最適化問題 / 巡回セールスマン問題 / 最適化問題 / 最適化 / 近似解法
研究成果の概要

本研究では、組合せ最適化問題の1つである巡回セールスマン問題に対してディープラーニング(深層学習)並びに深層強化学習を適用した近似解法を提案する。ランダムに生成した大量の問題例に対して、最適解もしくは最良解を画像としてディープラーニングに学習させ、出力として得られた画像データから評価値を算出する。学習により得られた評価値を従来の距離による評価値の代りにヒューリスティック解法に適用して解を求める。計算機実験により、学習により得られた評価値が有効であることが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

組合せ最適化問題、特に、巡回セールスマン問題は応用範囲がたいへん広く、宅配便の配送計画や、ロボットの動作計画、プリント基板のドリル穴空け問題などに応用できるため、社会的意義は大きいと考える。
さらに、巡回セールスマン問題は、最も研究されている組合せ最適化問題の1つであり、この問題にディープラーニング手法の有効性を示すことは、他の組合せ最適化問題へも応用を示唆するとともに、ディープラーニングの新たな応用分野を示すことにもなっており、学術的意義は大きいと考える。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] 深層学習を用いた巡回セールスマン問題の解法2019

    • 著者名/発表者名
      (1)三木彰馬, 榎原博之
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 60 ページ: 651-659

    • NAID

      120006811815

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 強化学習を用いた畳み込みニューラルネットワークによる巡回セールスマン問題の解法2022

    • 著者名/発表者名
      三木彰馬, 榎原博之
    • 学会等名
      情報処理学会 第84回全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Solving Traveling Salesman Problem with Image-based Classification2019

    • 著者名/発表者名
      Shoma MIKI, Hiroyuki EBARA
    • 学会等名
      IEEE 31st International Conference on Tools with Artificial Intelligence (ICTAI), Portland, OR, USA
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 巡回セールスマン問題に対するファインチューニング2019

    • 著者名/発表者名
      濱洲陵, 山本大輔, 三木彰馬, 榎原博之
    • 学会等名
      2019年電子情報通信学会 基礎・境界ソサイエティ大会 (N-1-16), 大阪大学
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 強化学習を用いた巡回セールスマン問題の解法2019

    • 著者名/発表者名
      山本大輔,三木彰馬,榎原博之
    • 学会等名
      情報処理学会 第81回全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Applying Deep Learning and Reinforcement Learning to Traveling Salesman Problem2018

    • 著者名/発表者名
      Shoma MIKI, Daisuke YAMAMOTO, Hiroyuki EBARA
    • 学会等名
      IEEE International Conference on Computing, Electronics & Communications Engineering 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 深層学習を用いた組合せ最適化問題の解法と強化学習の適用2018

    • 著者名/発表者名
      三木彰馬, 山本大輔, 榎原博之
    • 学会等名
      情報処理学会 数理モデル化と問題解決研究会,
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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